本發(fā)明屬于家用電器領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器。

背景技術(shù)：

熱泵通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過(guò)電力做功，然后再向人們提供可被利用的高品位熱能。空氣源熱泵是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的能源利用產(chǎn)品之一。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與人們生活品位的提高，生活用熱水已成為人們的生活必需品，然而傳統(tǒng)的熱水器(電熱水器，燃油、氣熱水器)具有能耗大、費(fèi)用高、污染嚴(yán)重、安全性差、使用壽命短等缺點(diǎn)；而太陽(yáng)能熱水器雖然節(jié)能環(huán)保，但是其運(yùn)行又受到氣象條件的制約，難以廣泛推廣應(yīng)用。

傳統(tǒng)的空氣源熱泵以空氣為低溫?zé)嵩?，并以電能為?dòng)力從低溫側(cè)吸取熱量來(lái)加熱生活用水，熱水通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)直接送入用戶家中作為熱水供應(yīng)或利用風(fēng)機(jī)盤(pán)管進(jìn)行小面積采暖。盡管目前空氣源熱泵的性能系數(shù)較高，但是，在運(yùn)行過(guò)程中仍舊會(huì)消耗較多的電能，在學(xué)校宿舍、酒店、洗浴中心等場(chǎng)所的大、中、小熱水集中供應(yīng)系統(tǒng)中，不利于節(jié)能環(huán)保。而且，為了避免壓縮機(jī)的頻繁啟停，目前的熱泵熱水器難以做到即開(kāi)即用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種能夠即開(kāi)即用，節(jié)能環(huán)保，安全高效的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器。

本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器，具有這樣的特征，包括：太陽(yáng)能加熱單元、直接加熱單元以及熱泵加熱單元，直接加熱單元包含熱水箱以及設(shè)置在熱水箱內(nèi)的加熱器，熱泵加熱單元包括冷凝器，太陽(yáng)能加熱單元通過(guò)管路與熱水箱連接，用于吸收太陽(yáng)能來(lái)加熱熱水箱中待加熱的水，冷凝器設(shè)置在熱水箱內(nèi)，用于冷凝時(shí)放熱對(duì)熱水箱中待加熱的水進(jìn)行加熱。

本發(fā)明還提供了一種太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器，具有這樣的特征，包括：太陽(yáng)能加熱單元、直接加熱單元以及熱泵加熱單元，直接加熱單元包含熱水箱以及設(shè)置在熱水箱內(nèi)的加熱器，熱泵加熱單元包括冷凝器，太陽(yáng)能加熱單元通過(guò)管路與熱水箱連接，用于吸收太陽(yáng)能來(lái)加熱熱水箱中待加熱的水，熱水箱具有外循環(huán)管路，該外循環(huán)管路設(shè)置在冷凝器內(nèi)，用于吸收冷凝器冷凝時(shí)放出的熱量對(duì)外循環(huán)管路中的水進(jìn)行加熱。

在本發(fā)明提供的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器中，還可以具有這樣的特征：其中，太陽(yáng)能加熱單元為平板集熱器或真空管集熱器。

在本發(fā)明提供的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器中，還可以具有這樣的特征：其中，直接加熱單元為電熱水器或燃?xì)鉄崴鳌?/p>

在本發(fā)明提供的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器中，還可以具有這樣的特征：其中，直接加熱單元還包括設(shè)置在熱水箱內(nèi)的均流器、水位儀以及復(fù)數(shù)個(gè)溫度傳感器。

在本發(fā)明提供的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器中，還可以具有這樣的特征：其中，熱泵加熱單元還包括與冷凝器串聯(lián)成回路的壓縮機(jī)、膨脹閥、蒸發(fā)器以及干燥過(guò)濾器。

在本發(fā)明提供的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器中，還可以具有這樣的特征：其中，外循環(huán)管路與熱水器之間設(shè)置有三通閥。

在本發(fā)明提供的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器中，還可以具有這樣的特征：其中，冷凝器為冷凝盤(pán)管、套管式換熱器以及板式換熱器中的任意一種。

在本發(fā)明提供的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器中，還可以具有這樣的特征：其中，膨脹閥為毛細(xì)管、熱力膨脹閥以及電子膨脹閥中的任意一種。

在本發(fā)明提供的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器中，還可以具有這樣的特征，還包括：控制單元，設(shè)置在熱水箱上，用于控制熱水箱內(nèi)水的溫度、熱水箱的水位、壓縮機(jī)吸排氣壓力以及壓縮機(jī)的溫度。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器，因?yàn)樘?yáng)能加熱單元能夠吸收太陽(yáng)能來(lái)加熱熱水箱中的待加熱的水，同時(shí)直接加熱單元中的加熱器也能夠加熱熱水箱中的待加熱的水，另外，熱泵加熱單元能夠吸收外界熱量使得冷凝器冷凝時(shí)放熱對(duì)熱水箱的待加熱的水進(jìn)行加熱，所以，本發(fā)明的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全高效，而且充分結(jié)合了三種不同的加熱方式，并可根據(jù)環(huán)境自由調(diào)節(jié)，提高了整體的利用率，節(jié)能環(huán)保，熱水也能即開(kāi)即用，方便快捷，非常適用于我國(guó)的國(guó)情，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一中太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例二中太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器作具體闡述。

<實(shí)施例一>

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一中太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本實(shí)施例中，太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100設(shè)置在用戶的陽(yáng)臺(tái)上，它的入口連通自來(lái)水管，由自來(lái)水管提供冷水，出口通過(guò)管路連通至廚房、衛(wèi)生間等處。太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100包括直接加熱單元10、太陽(yáng)能加熱單元20、熱泵加熱單元30以及控制單元40。

直接加熱單元10在本實(shí)施例中為電熱水器10，它包括熱水箱11、電加熱器12、均流器13、水位儀(圖中未顯示)以及溫度傳感器14。此外，直接加熱單元10還可以為燃?xì)鉄崴鳌?/p>

熱水箱11呈圓筒形，它的底部中央設(shè)置有進(jìn)水口，該進(jìn)水口通過(guò)管路與自來(lái)水管連通，它的上部具有出水口，出水口通過(guò)管路連通至廚房、衛(wèi)生間等處，在本實(shí)施例中，熱水箱11的容積為20L。

電加熱器12設(shè)置在熱水箱11的內(nèi)側(cè)壁上，當(dāng)熱水箱11內(nèi)水溫過(guò)低時(shí)，電加熱器12用來(lái)加熱熱水箱11中待加熱的水使其達(dá)到設(shè)定值。

均流器13設(shè)置在熱水箱11內(nèi)且位于底部的進(jìn)水口處，它能夠使熱水箱11內(nèi)的水形成冷熱水分層。

水位儀在熱水箱11內(nèi)，它用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熱水箱中的水位。

溫度傳感器14設(shè)置在熱水箱11內(nèi)，它用來(lái)檢測(cè)熱水箱11內(nèi)水的溫度，在本實(shí)施例中，熱水箱11內(nèi)具有三個(gè)溫度傳感器14，這三個(gè)溫度傳感器14分別用來(lái)檢測(cè)熱水箱11內(nèi)上、中、下三個(gè)部位的水溫，此外，太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100的入口的管路上設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器14，太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100的入口的管路上設(shè)置有兩個(gè)溫度傳感器14。

太陽(yáng)能加熱單元20兩端通過(guò)管路分別與熱水箱11進(jìn)水口與出水口的管路連通，它用來(lái)吸收太陽(yáng)能來(lái)加熱熱水箱11中待加熱的水，在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能加熱單元20為真空管集熱器20。此外，還可以采用平板集熱器。

熱泵加熱單元30包括串聯(lián)成回路的冷凝器31、壓縮機(jī)32、蒸發(fā)器33、膨脹閥34以及干燥過(guò)濾器35。

冷凝器31位于熱水箱11內(nèi)，當(dāng)回路中的制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)32壓縮后進(jìn)入冷凝器31中時(shí)進(jìn)行放熱，冷凝器31放出的熱量能夠?qū)崴?1中待加熱的水進(jìn)行加熱。在本實(shí)施例中，冷凝器31為冷凝盤(pán)管31，此外，也可用套管式換熱器或板式換熱器來(lái)代替冷凝盤(pán)管31。

壓縮機(jī)32的排氣口與冷凝盤(pán)管31入口端相連通，壓縮機(jī)32的排氣口與進(jìn)氣口的兩側(cè)分別設(shè)置有壓力傳感器(圖中未標(biāo)出)，壓力傳感器用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)32工作時(shí)的吸氣和排氣壓力，在本實(shí)施例中，壓縮機(jī)32為活塞式壓縮機(jī)32。

蒸發(fā)器33的出口與活塞式壓縮機(jī)32的進(jìn)氣口相連通，蒸發(fā)器33用來(lái)吸收空氣中的熱量。

膨脹閥34的入口與冷凝盤(pán)管31的出口相連通，膨脹閥34的岀口與蒸發(fā)器33的入口相連通。在本實(shí)施例中，膨脹閥34為電子膨脹閥34，此外還可以為熱力膨脹閥或毛細(xì)管。

干燥過(guò)濾器35位于冷凝盤(pán)管31與電子膨脹閥34之間，用來(lái)對(duì)冷凝后的氣體進(jìn)行干燥并對(duì)氣體中的雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾。

控制單元40設(shè)置在熱水箱11上，它包括無(wú)線傳感器(未標(biāo)出)、無(wú)線控制器、無(wú)線功率采集器以及保護(hù)器?？刂茊卧?0通過(guò)云端服務(wù)器與用戶移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)連接，并可以通過(guò)用戶移動(dòng)終端隨時(shí)開(kāi)關(guān)太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100的遠(yuǎn)程控制。控制單元40能夠用來(lái)控制熱水箱11內(nèi)水的溫度、熱水箱11的水位、活塞式壓縮機(jī)32的吸排氣壓力以及溫度。保護(hù)器能夠提供過(guò)載保護(hù)，當(dāng)熱水箱11中熱水已滿或達(dá)到設(shè)定溫度或壓縮機(jī)進(jìn)氣排氣量超負(fù)荷時(shí)，控制單元40會(huì)自動(dòng)對(duì)它們進(jìn)行控制并保護(hù)。

本實(shí)施例的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100的工作原理如下：

當(dāng)用戶不使用熱水時(shí)，真空管集熱器20吸收太陽(yáng)能使得熱水箱11中待加熱的水被加熱升溫，此時(shí)溫度傳感器14會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水箱內(nèi)的水溫，當(dāng)被測(cè)水溫低于設(shè)定值時(shí)，電熱水器10啟動(dòng)，直至熱水箱11內(nèi)的水溫達(dá)到設(shè)定值。

當(dāng)用戶使用熱水時(shí)，熱水箱11內(nèi)的熱水首先被使用，使用過(guò)程中，熱水箱11內(nèi)水位下降到預(yù)定值時(shí)，此時(shí)熱泵加熱單元30啟動(dòng)，蒸發(fā)器33從空氣中吸收熱量，制冷劑經(jīng)過(guò)活塞式壓縮機(jī)32壓縮，進(jìn)入冷凝盤(pán)管31放熱，從而對(duì)熱水箱11中的水進(jìn)行加熱，制冷劑進(jìn)入干燥過(guò)濾器35，再進(jìn)入電子膨脹閥34節(jié)流降溫降壓，進(jìn)一步到達(dá)蒸發(fā)器33蒸發(fā)制冷，最后進(jìn)入活塞式壓縮機(jī)32升溫升壓，完成整個(gè)循環(huán)。最終不斷地對(duì)熱水箱11中的水進(jìn)行加熱，使水溫達(dá)到設(shè)定值。被加熱的水從熱水箱11的頂部的管路流出供用戶使用。

實(shí)施例一的作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例所涉及的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器，因?yàn)檎婵占療峁苣軌蛭仗?yáng)能來(lái)加熱熱水箱中的待加熱的水，同時(shí)電熱水器中的加熱器也能夠加熱熱水箱中的待加熱的水，另外，熱泵加熱單元能夠吸收外界熱量使得冷凝盤(pán)管冷凝時(shí)放熱對(duì)熱水箱的待加熱的水進(jìn)行加熱，所以，本發(fā)明的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全高效，而且充分結(jié)合了三種不同的加熱方式，并可根據(jù)環(huán)境自由調(diào)節(jié)，提高了整體的利用率，節(jié)能環(huán)保，熱水也能即開(kāi)即用，方便快捷，非常適用于我國(guó)的國(guó)情，具有廣闊的應(yīng)用前景。

此外，在本實(shí)施例中，由于在熱水箱的底部中央設(shè)置有均流器，這樣，使得熱水箱中形成冷熱水分層，最大限度的提高水箱的綜合利用率，提高了太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器的經(jīng)濟(jì)性。

<實(shí)施例二>

在本實(shí)施例二中，對(duì)于上述實(shí)施例一相同的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例給與相同的編號(hào)，并省去相應(yīng)的說(shuō)明。

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例二中太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100'與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例的不同之處在于，冷凝盤(pán)管31與熱水箱11并聯(lián)設(shè)置，熱水箱11具有外循環(huán)管路15，外循環(huán)管路15通過(guò)水泵17實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)，外循環(huán)管路15一部分設(shè)置在冷凝盤(pán)管31內(nèi)，它用來(lái)吸收冷凝盤(pán)管31冷凝時(shí)放出的熱量對(duì)外循環(huán)管路15中的水進(jìn)行加熱。

循環(huán)管路15與熱水器11之間設(shè)置有三通閥16，通過(guò)控制三通閥16可以控制給水方式。

本實(shí)施例的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器100'的工作原理如下：

當(dāng)用戶不使用熱水時(shí)，真空管集熱器20吸收太陽(yáng)能使得熱水箱11中待加熱的水被加熱升溫，此時(shí)溫度傳感器14會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水箱內(nèi)的水溫，當(dāng)被測(cè)水溫低于設(shè)定值時(shí)，電熱水器10啟動(dòng)，直至熱水箱11內(nèi)的水溫達(dá)到設(shè)定值。

當(dāng)用戶使用熱水時(shí)，熱水箱11內(nèi)的熱水首先被使用，使用過(guò)程中，熱水箱11內(nèi)水位下降到預(yù)定值時(shí)，此時(shí)熱泵加熱單元30啟動(dòng)，蒸發(fā)器33從空氣中吸收熱量，制冷劑經(jīng)過(guò)活塞式壓縮機(jī)32壓縮，進(jìn)入冷凝盤(pán)管31放熱，從而對(duì)外循環(huán)管路15中的水進(jìn)行加熱，外循環(huán)管路15中的熱水一部分直接通過(guò)三通閥16供給用戶，同時(shí)，制冷劑進(jìn)入干燥過(guò)濾器35，再進(jìn)入電子膨脹閥34節(jié)流降溫降壓，進(jìn)一步到達(dá)蒸發(fā)器33蒸發(fā)制冷，最后進(jìn)入活塞式壓縮機(jī)32升溫升壓，完成整個(gè)循環(huán)。最終外循環(huán)管路15中的水不斷地被加熱，另一部分通過(guò)三通閥16流入熱水箱11中使水溫達(dá)到設(shè)定值。

實(shí)施例二的作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例二所涉及的太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器，具有與實(shí)施例一相同的作用與效果。

此外，在本實(shí)施例二中，由于在熱水箱的底部中央設(shè)置有均流器，這樣，使得熱水箱中形成冷熱水分層，最大限度的提高水箱的綜合利用率，提高了太陽(yáng)能即熱式熱泵熱水器的經(jīng)濟(jì)性。

另外，在本實(shí)施例二中，在循環(huán)管路與熱水器之間設(shè)置有三通閥，這樣也可以提供熱水，提高了水箱的利用率，同時(shí)靈活方便。